KR100505355B1

KR100505355B1 - 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 tft 기판

Info

Publication number: KR100505355B1
Application number: KR10-2002-0042988A
Authority: KR
Inventors: 남상희; 김재형; 이형원; 임정기; 박지군; 최장용; 장기원
Original assignee: 남상희
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2005-08-01
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: US20040200970A1; WO2004010210A1; AU2002368095A1; US7012259B2; KR20020064746A

Abstract

본 발명은 엑스레이 검출용 TFT 기판에 관한 것으로서, TFT 기판을 2층 중첩배열시키되 상층판이 하층판에 일축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동되어 중첩됨으로써, 각 상측판과 하층판의 이동차가 1/2픽셀길이를 가지며 구성되어, 중첩된 각 기판의 픽셀 측정값을 비교처리하여 1픽셀에서 2개의 데이터가 나오도록 하여 해상도를 2배 높이는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판 에 관한 것이다. 또한 TFT 기판을 3층 중첩배열시키되 중간층판은 하층판에 X축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동시킨 후 중첩시키고, 최상층판은 하층판에 Y축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동시킨 후 중첩시켜, 구성시킴으로서 하나의 픽셀의 데이터를 4개의 데이터로 분해해석함으로서 중첩된 각 기판의 픽셀 측정값을 비교처리하여 해상도를 높이는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판에 관한 것이다.

이에 의해 종래의 TFT 기판을 이용하여 해상도를 높일 수 있으므로 제조공법의 비용을 크게 줄일 수 있고, TFT 기판의 높은 해상도를 필요로 하는 방사선 기기 분야의 발전에 크게 이바지 할 수 있다는 이점이 있다.

Description

고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판{TFT structure for High resolution digital X-ray detector}

본 발명은 엑스레이 검출용 TFT 기판에 관한 것으로서, TFT 기판을 2층 중첩배열시키되 상층판이 하층판에 일축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동되어 중첩됨으로써, 각 상측판과 하층판의 이동차가 1/2픽셀길이를 가지며 구성되어, 중첩된 각 기판의 픽셀 측정값을 비교처리하여 1픽셀에서 2개의 데이터가 나오도록 하여 해상도를 2배 높이는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판 에 관한 것이다.

일반적으로 엑스레이 검출용 TFT 기판은 인체를 투과한 방사선을 검출하여 영상정보를 획득하는 방사선 검출장치에 있어서 방사선의 영상정보를 전기신호로 변환시키고 이를 검출하는 패널을 의미한다.

종래기술방식에 있어서, TFT는 픽셀을 기본단위로 하는 셀들의 집합으로 구성된 평면판으로서, 이러한 TFT 기판을 이용한 검출장치는 array 형태로 배열된 패널에서 행으로 배열된 각 픽셀의 게이트를 컨트롤하고, 열로 배열된 각 픽셀의 데이터 라인을 통해 전기 신호를 검출하여 이를 모니터 등의 디스플레이 장치에 각 픽셀에 해당하는 전기적 영상 신호를 뿌려 줌으로써 디지털 영상을 형성하였다.

따라서 기존의 TFT 기판 (정확하게는 TFT Active Matrix Panel)의 영상 분해능은 TFT Panel의 Pixel pitch에 강하게 의존한다.

즉, TFT 기판이 제공하는 영상 분해능은 TFT 기판의 픽셀 사이즈에 의존하게 된다.

그런데 TFT 기판의 픽셀사이즈는 현재까지의 반도체 제조기술에 의존하여 결정되는 것으로써, 지금까지의 반도체 제조기술로는 미세 픽셀 제작에 대한 기술적 한계성에 의하여 TFT 픽셀의 크기는 수십 ㎛ 정도로 결정되어져 있다.

따라서 TFT 기판으로는 CCD 및 CMOS와 같은 영상소자가 제공하고 있는 고 해상도의 영상을 제공하는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 종래의 TFT 픽셀의 제조공정에 의한 해상도의 한계를 극복하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 하나의 TFT 픽셀 면적에서 복수개의 가상픽셀을 형성시켜 해상도를 증가시키는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 엑스레이 검출용 TFT 기판에 있어서, TFT 기판을 2층으로 중첩배열시켜 2중 기판을 형성시키되,상층판이 하층판에 일축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동되어 중첩됨으로써, 각 상측판과 하층판의 이동차가 1/2픽셀길이를 가지게 구성되어, 중첩된 각 기판의 픽셀 측정값을 비교처리하여 1픽셀에서 2개의 데이터가 나오도록 하여 해상도를 2배 높이는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판을 기술적 요지로 한다.

또한 상기 2중기판은, 일축방향으로 이동된 방향으로 중첩배열된 2중기판의 픽셀열 중, 상판의 픽셀열을 A라고 하고, 하판의 픽셀열을 B라고 하며, 1/2픽셀길이방향 이동에 의하여 형성된 가상의 픽셀열을 I라고 할 때,

A_t : t번째 A판 픽셀의 측정값,

B_t : t번째 B판 픽셀의 값으로서, A판의 두께에 의한 감쇠오차를 보정한 측정값,

I_t : t번째 I판 픽셀의 값으로 정하고

: A판의 픽셀열에서 x번째 픽셀에서 N번째 픽셀까지의 측정값의 합,

: B판의 픽셀열에서 x번째 픽셀에서 N번째 픽셀까지의 측정값의 합, 이라면

상기 가상 픽셀열의 I_t 는

, I_t : t가 짝수(2k)일 때 (k=0,1,2,3...N)

, I_t : t가 홀수(2k+1)일 때 (k=0,1,2,3...N)

로 구하여 해상도를 2배로 하는 것 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판 구조로 되는 것이 바람직 하다.

또한 본 발명은 엑스레이 검출용 TFT 기판에 있어서, TFT 기판을 3층 중첩배열시키되 중간층판은 하층판에 X축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동시킨 후 중첩시키고, 최상층판은 하층판에 Y축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동시킨 후 중첩시켜, 구성시킴으로서 하나의 픽셀의 데이터를 4개의 데이터로 분해해석함으로서 중첩된 각 기판의 픽셀 측정값을 비교처리하여 해상도를 4배 높이는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판을 또 다른 요지로 한다.

이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 단면예시도이고, 도2는 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 예시도이며, 도3은 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 또 다른 예시도이고, 도4은 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판에 의하여 구해진 가상 픽셀의 값을 보여주는 실시예이며, 도5는 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 그레이 스케일로 살펴본 해상도 비교도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 기존의 TFT기판을 중첩시킨 적층기판으로서, 적층된 기판의 숫자만큼 해상도를 높이는 것이다.

자세하게는 엑스레이 검출용 TFT 기판을 2층 중첩배열시키되 상층판이 하층판에 일축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동되어 중첩됨으로써, 각 상측판과 하층판의 이동차가 1/2픽셀길이를 가지도록 구성시킨다.

상기 중첩은 각 기판이 모두 동일 축방향으로 이동되며, 1/2씩 이동되어 중첩된다.

상기 중첩에 의하여 원기판의 1픽셀은 2개로 분해되는데, 이를 2개의 가상 픽셀로 형성시켜 데이터처리 주소를 마련시킨다.

상기 가상 픽셀의 값은 중첩된 각 기판의 측정값을 데이터 해석 알고리즘으로 비교처리하여 구하게 된다.

이하 상기 데이터 해석 알고리즘에 대하여 살펴보기로 하며, 알고리즘의 쉬운 설명을 위하여 2개의 중첩기판을 실시예로 하여 상세히 설명하기로 한다.

2개의 중첩기판(2중 중첩기판)은 상판(100)이 하판(200)에 대하여 1/2픽셀길이 만큼 이동되어 중첩됨으로서, 해상도를 2배 높이는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판 구조로 될 것이다.

알고리즘의 설명을 위하여, 상기 2중 중첩기판중에서 상판(100)의 픽셀열을 A라고 하고, 하판(200)의 픽셀열을 B라고 하며, 1/2픽셀길이방향 이동에 의하여 형성된 가상의 픽셀열을 I라고 할 때,

A_t : t번째 A판 픽셀의 측정값,

I_t : t번째 I판 픽셀의 값으로 정하고

상기 가상 픽셀열의 I_t 는

, I_t : t가 짝수(2k)일 때 (k=0,1,2,3...N)

, I_t : t가 홀수(2k+1)일 때 (k=0,1,2,3...N)

로 구한다.

이하 도4와 함께 상기 가상 픽셀의 값을 구하는 것을 구체적으로 예시하여 보기로 한다.

도4에는 상판(100)과 하판(200)이 피사체에 의하여 각 픽셀에 서로 다른값이 측정되는 것을 보여주고 있다.

도4의 A판은 상판(100)이며, B판은 하판(200)이며 I판은 가상기판(300)이다.

도4의 각 기판은 셀단위로 구분시키기 위하여 A_k 와 같이 표현한다.(k : 셀주소)

기판위에 임의의 물질(50)이 거치되면 각 상판(100)과 하판(200)은 픽셀별로 반응량을 출력시킨다.

도4에서는 상측 엑스선의 조사량은 각 셀단위당 1의 값이 되도록 동일하다고 가정하고, 기판위의 물질은 엑스선을 완전 차단시킨다고 가정하면

층_주소(반응량)으로 표기할 때,

A₀(1), A₁(0.5), A₁(0.5), A₂(1)이 되고

B₀(0.5), B₁(0.5), B₂(1), B₃(0.5)가 된다. (단, B는 감쇠보정을 한 값으로 본다)

상기 A와 B 값에 의하여 가상픽셀 I의 값을 구하면,

I₀={A₀(1)+ A₁(0.5)+ A₂(0.5)+ A₃(1)} - {B₀(0.5)+ B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)}

가 된다.

즉, I₀={1+ 0.5+ 0.5+ 1} - {0.5+ 0.5+ 1+ 0.5}가 되어

I₀={3} - {2.5} = 0.5가 된다.

각 I의 값을 구하면,

I₁={B₀(0.5)+ B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)} - {A₁(0.5)+ A₂(0.5)+ A₃(1)} = 0.5

I₂={A₁(0.5)+ A₂(0.5)+ A₃(1)} - {B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)} = 0

I₃={B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)} - {A₂(0.5)+ A₃(1)} = 0.5

I₄={A₂(0.5)+ A₃(1)} - {B₂(1)+ B₃(0.5)} = 0

I₅={B₂(1)+ B₃(0.5)} - {A₃(1)} = 0.5

I₆={A₃(1)} - {B₃(0.5)} = 0.5

I₇={B₃(0.5)} = 0.5

로 되어 상판(100)과 하판(200)이 각 4개의 픽셀로 구성되면 8개의 가상픽셀값(310)이 구해짐을 알 수 있다.

도4에 도시된 값과 상기 가상픽셀의 값(310)을 비교해 보면 상기 가상픽셀에 실제로 가해지는 값과 일치함을 알 수 있다.

따라서 상기 가상픽셀의 정보를 영상정보로 활용하면 2배의 해상도를 얻을 수 있는 기판이 제공된다.

이상 설명한 2중 중첩기판의 경우 I_t의 t가 0을 포함한 짝수일 때는

I₀={A₁(1)+ A₁(0.5)+ A₂(0.5)+ A₃(1)} - {B₀(0.5)+ B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)}

I₂={A₁(0.5)+ A₂(0.5)+ A₃(1)} - {B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)} = 0

I₄={A₂(0.5)+ A₃(1)} - {B₂(1)+ B₃(0.5)} = 0

I₆={A₃(1)} - {B₃(0.5)} = 0.5

으로 되어 k=0,1,2,3...N 일때

, I_t : t가 짝수(2k)일 때 (k=0,1,2,3...N)

의 관계가 성립한다.

또한 I_t에서 t가 홀수일 때는

I₃={B₁(0.5)+ B₂(1)+ B₃(0.5)} - {A₂(0.5)+ A₃(1)} = 0.5

I₅={B₂(1)+ B₃(0.5)} - {A₃(1)} = 0.5

I₇={B₃(0.5)} = 0.5

으로 되어 k=0,1,2,3...N 일때

, I_t : t가 홀수(2k+1)일 때 (k=0,1,2,3...N)

의 관계가 성립한다.

한편 도2에 도시된 바와 같이 하판(200)에 해당되는 B판은 상판(100) A판의 두께를 통과하면서 감쇠되므로 이를 보정하여 주어야 한다.

즉 B=e^-μdA(μ: 선감약계수, d : 흡수체(A판)의 두께) 이므로 상기 감쇠값을 보정하여 하판(200)에서도 상판(100)과 동일한 값이 측정되도록 하여야 한다.

참고로 상기 감쇠를 고려한 데이터의 계산은 다음과 같다.

한편 도5는 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 또 다른 실시예시도로서, 상기 가상픽셀에 의한 해상도 변화를 계단식 그레이스케일로 알아본 것이다.

즉, 도5는 가상픽셀 크기의 스케일을 가지는 스텝웨지필터(step wedge filter: 그레이 스케일을 얻기 위하여 사용되는 계단식 필터)를 이용하여 상판만의 반응값(110) 그레이변화와 가상기판(300)의 반응값(310) 그레이변화를 비교한 도면이다.

도5의 계단식 그레이 스케일에 나타난 가상픽셀 값(310)의 그레이 변화만을 보아도 해상도 변화가 뚜렷함을 알 수 있다.

상기 그레이 스케일등은 골밀도 계산등에 있어서 기준이 되는 자료로 해석되므로 본 발명에 의할 경우 골밀도 계산이 더욱 정밀해지는 효과가 있다.

이상 2중 중첩기판의 가상픽셀의 데이터를 구하는 알고리즘에 관하여 살펴보았다.

본 발명에 의하면 기판을 중첩시키고, 상기 중첩된 각 데이터를 해석하는 알고리즘에 의하여 구한 가상픽셀(I_k)을 영상신호의 소스로 이용함으로써, 해상도를 높힐 수 있다.

본 발명은 도3에 도시된 바와 같이 2개의 기판을 1/2픽셀길이 만큼씩 x축 및 y축으로 이동시켜 중첩시켜도, 사분된 각 가상픽셀을 구할 수도 있다.

상기 3중 중첩기판의 가상픽셀 데이터는 2중픽셀 데이터를 구하는 알고리즘을 독립적으로 두번하는 것으로 구하여 진다.

이상 설명한 본 발명에 의하여 TFT의 픽셀 면적에 중첩되는 가상픽셀을 얻음으로써, 해상도를 증가시킬 수 있는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판이 제공되는 이점이 있다.

이에 의해 종래의 TFT 기판을 이용하여 해상도를 높일 수 있으므로 제조공법의 비용을 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다.

또한 TFT 기판의 높은 해상도를 필요로 하는 방사선 기기 분야의 발전에 크게 이바지 할 수 있다는 이점이 있다.

그리고 영상의 그레이 스케일이 세분화되어 골밀도 측정등의 분야에서 더욱 정확한 진단을 내릴 수 있다는 이점이 있다.

도1은 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 중첩예시도

도2는 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 예시도

도3은 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 또 다른 예시도

도4은 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판에 의하여 구해진 가상 픽셀의 값을 보여주는 실시예

도5는 본 발명에 따른 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판의 또 다른 실시예시도

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*

100 : 상판 200 : 하판

300 : 가상기판

Claims

엑스레이 검출용 TFT 기판에 있어서,

TFT 기판을 2층으로 중첩배열시켜 2중기판을 형성시키되, 상층판이 하층판에 일축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동되어 중첩됨으로써, 각 상측판과 하층판의 이동차가 1/2픽셀길이를 가지게 구성되어, 1픽셀에서 2개의 가상픽셀이 구해지는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판.
제1항에 있어서, 상기 2중기판은, 일축방향으로 이동된 방향으로 중첩배열된 2중기판의 픽셀열 중, 상판의 픽셀열을 A라고 하고, 하판의 픽셀열을 B라고 하며,

1/2픽셀길이방향 이동에 의하여 형성된 가상의 픽셀열을 I라고 할 때,

A_t : t번째 A판 픽셀의 측정값,

B_t : t번째 B판 픽셀의 값으로서, A판의 두께에 의한 감쇠오차를 보정한 측정값,

I_t : t번째 I판 픽셀의 값으로 정하고

: A판의 픽셀열에서 x번째 픽셀에서 N번째 픽셀까지의 측정값의 합,

: B판의 픽셀열에서 x번째 픽셀에서 N번째 픽셀까지의 측정값의 합, 이라면

상기 가상 픽셀열의 I_t 는

, I_t : t가 짝수(2k)일 때 (k=0,1,2,3...N)

, I_t : t가 홀수(2k+1)일 때 (k=0,1,2,3...N)

로 구하여 해상도를 2배로 하는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판.
엑스레이 검출용 TFT 기판에 있어서,

TFT 기판을 3층 중첩배열시키되 중간층판은 하층판에 X축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동시킨 후 중첩시키고,

최상층판은 하층판에 Y축방향으로 1/2픽셀길이 만큼 이동시킨 후 중첩시켜, 구성시킴으로서

하나의 픽셀의 데이터를 4개의 데이터로 분해해석함으로서 중첩된 각 기판의 픽셀 측정값을 비교처리하여 해상도를 높이는 것을 특징으로 하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 TFT 기판.